[发明专利]腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管

说明书

技术领域  本发明腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管涉及一种新式的太阳能集热元件。

背景技术  现行的太阳能玻璃真空集热管，是由两个同轴的玻璃管组成的，在内玻璃管的整个外表面设有太阳能吸收涂层，太阳光透过外玻璃管，照射到太阳能吸收涂层上，太阳能吸收层将光转换成热能。太阳能吸收涂层是凸形面，向阳的一面直接受日照，玻璃管的背面不受日照。本发明从分析光线的入射、反射及吸收入手，遵循热的传递的规律，提出了腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管，腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管具有光的吸收率高，热传递速度快等特点。

发明内容  本发明腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管目的在于提出一种高吸收率，高热效率的太阳能集热管，它是由玻璃内管、玻璃罩管、弹簧支架和太阳能吸收涂层组成的。其特征是玻璃内管和玻璃罩管同轴放置，玻璃罩管与玻璃内管间抽真空，将内管的外表面分为两个部分，一部分为平行与轴线的透明玻璃带，另一部分为沉积在外表面的太阳能吸收涂层，构成吸收腔体，太阳能吸收涂层所对应的圆周角不小于180°。吸收腔体的内外表面均具有高的光的吸收率和低的发射率。

照射到吸收腔体外表面的光线被外表面吸收，射入到吸收腔体内的光线吸收腔体的内表面吸收。

这种腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管的太阳能吸收涂层的面积比现行的太阳能玻璃真空集热管小，但具有更高的吸收率和更高的热效率。

腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管具有快速的热传递特性。使用时，内管的透明玻璃带朝向阳光，光线透过透明玻璃带进入内管的腔体，并照射到太阳能吸收涂层上，光被转换成热，内管下方的水被加热，热量将主要以对流方式快传给上方的水。腔体吸收式的结构特别适用于制造大直径的太阳能玻璃真空集热管。而现行的太阳能玻璃真空集热管受光面在集热管的上方，内管上方的太阳能吸收涂层获得的热量从上方向下方传递，只能靠传导与辐射的方式，热量不能快速地传给下方的水，会导致吸收涂层温度增加，热量将以幅射的方式损失掉，使热效率降低。如果用现行的太阳能玻璃真空集热管的结构制造大直径的太阳能玻璃真空集热管，则管内的水很难晒热。

腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管具有更高的吸收率，当光线进入到内管的腔体，大部分光线会在内管的凹形太阳能吸收涂层上进行多次反射与吸收，并且光线在水中传播时，红外光会直接被水吸收，而现行的太阳能玻璃真空集热管光线是从管外射到凸形的太阳能吸收涂层上，反射光将远离而去。腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管对太阳能吸收涂层的材料不必要求过高，若一次吸收率为80％，经过二次反射吸收后，总吸收率可达到96％，若材料对光的一次吸收率达到90％，经过二次反射吸收后，总吸收率便可达到99％。

附图说明  图1为腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管原理结构示意图

图2为腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管的横截面图

图3为用于南北放置的腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管横截面图

图4为内置吸收腔体太阳能玻璃真空集热管横截面图

在图1中，1为玻璃罩管，2为玻璃内管，3为弹簧支架。

在图2和图3中，4为透明玻璃带，5为吸收腔体。

在图4中，4为透明玻璃带，6为内置吸收腔体。

具体实施方式

实施例1，腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管，可替代现行的太阳能玻璃真空集热管。其结构如图1和图2所示，图2是横截面图。玻璃罩管1与玻璃内管2同轴设置，玻璃内管与玻璃罩管的端部之间用弹簧支架3支撑，两管间的夹层为真空，内管的表面分成两部分，一部分为平行与轴线的透明玻璃带4，另一部分为太阳能吸收腔5，透明玻璃带所对应的圆周角为15°-180°。

用这种结构可制成大直径储水式集热管，可用于制造壁挂式热水器。

这种集热管在使用时适合东西放置，透明玻璃面朝向太阳，当阳光入射到集热管上时，照射到太阳能吸收涂层的光线被涂层的外表面吸收，照射到透明玻璃面的光线进入玻璃内管的吸收腔体，被涂层的内表面吸收，涂层的内表面为凹形面，因此光线可在腔体内进行多次反射吸收转化成热量，热量直接加热管内的水，因此提高了吸收率和热效率。

腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管可用来制作聚光式加热器，通过透镜聚焦或反射镜聚焦将光线聚焦成线，聚焦成线的光线进入吸收腔体内，在吸收腔体内被吸收转化成热量。

图3是用于南北放置的腔体吸收式太阳能玻璃真空集热管的横截面图，如图所示，在玻璃内管外表面的上半周，设有三条透明玻璃带，以便太阳转到不同角度均有足够的光线进入到太阳能吸收腔体内。

实施例2 内置吸收腔体太阳能玻璃真空集热管

在图4中，6为内置腔体，其结构特点及原理与实施例1相同，在实施例1中，吸收腔体式涂在内管的外表面，而在此例中，内置腔体放置在玻璃内管中，此时玻璃内管为全透明管。内置腔体用一般的黑色材料制成就可以了。